El biso es un sistema de fijación al sustrato utilizado por numerosos moluscos bivalvos, formado por un conjunto de órganos y glándulas que incluye el pie, los músculos retractores anteriores y posteriores del pie y los filamentos del biso.
Se trata de una estructura larval primitiva que se encuentra en los estados post-larvales de muchos bivalvos de vida libre, donde actúa principalmente a modo de fijación temporal. Su retención neoténica en los adultos de muchas especies de bivalvos condujo al desarrollo de las formas heteromiarias y monomiarias de la concha y ha determinado la capacidad de los bivalvos de ocupar hábitats epifaunales (Pricé, 1983; Morse y Zardus, 1997). Además, en algunos casos, como en Mytilus edulis, es utilizado como sistema de locomoción (Jackson et al, 1953, Allen et al., 1976, Pricé, 1983).
Según Coyne et al. (1997), se puede considerar a los filamentos del biso “indudablemente entre los tendones más peculiares de la naturaleza”. Esta apreciación se debe a que está demostrado que los filamentos están formados por colágeno, si bien éste presenta una serie de características que lo hacen distinto del que se puede localizar en los tendones. A diferencia de éstos, la microestructura del colágeno del biso no es periódica y no se convierte en gelatina al ser hervido, poseyendo una temperatura de contracción muy alta (90º C) (Smeathers y Vincent, 1979). Además, se han encontrado evidencias claras de que el colágeno del biso posee dominios similares a los de las fibroinas de la seda de las arañas (Qin et al., 1997). Como consecuencia, se trata de un material que es fuerte y duro en uno de sus extremos, y flexible y elástico (hasta el 160%) en el otro, siendo 5 veces más resistente que el tendón de Aquiles (Coyne et al., 1997). Se estima que en Mytilus edulis, cada uno de estos filamentos es capaz de soportar una tensión de 0,25 N antes de romperse y que el conjunto del biso puede absorber hasta 12 Jcm-3 de energía
(Smeathers y Vincent, 1979). En M. californianus se ha demostrado que tan solo 9 filamentos son capaces de soportar un pico de fuerza de 15 N antes de romperse. Además, todos los filamentos no sufren la tensión al mismo tiempo, sino que sus características elásticas permiten que según vaya aumentando la tensión, nuevos filamentos entren progresivamente en funcionamiento contribuyendo a contrarrestarla. Al mismo tiempo, el animal trata de ajustar y disminuir las tensiones con movimientos del pie (Bell y Gosline, 1996). Además, el biso dañado por la tensión puede recuperar sus características originales si se relaja durante varias horas, por lo que puede continuar realizando su función durante varios procesos de estrés mecánico (Smeathers y Vincent, 1979).
La motivación principal del estudio detallado del sistema de fijación de
Pinna nobilis es poder estimar el esfuerzo que dedican los ejemplares a la
fijación al fondo, conocer en detalle cuales son las estrategias de fijación al sustrato que permiten a la especie desarrollar su característico modo de vida epifaunal y evaluar las posibilidades de desplazamiento de los individuos de P.
nobilis mediante los filamentos del biso. Para describir el complejo del biso de
esta especie, se ha utilizado como modelo el sistema de fijación de Mytilus
edulis, sobre el cual se han realizado gran cantidad de los estudios Pricé (1983).
Los individuos de la especie Mytilus edulis utilizan dos estrategias distintas para su desplazamiento, basadas ambas en la liberación de filamentos viejos y la generación de otros nuevos. Una de ellas consiste en un proceso paulatino y continuo, mientras que la otra consiste en la liberación desde la raíz de todo el paquete de filamentos y la generación posterior de otro nuevo (Jackson et al., 1953; Allen et al., 1976; Pricé, 1983). En el presente estudio se ha considerado la posibilidad de que los individuos de Pinna nobilis utilicen cualquiera de estos dos mecanismos para su posible desplazamiento y de que permanezcan en el complejo del biso algunas estructuras residuales tras la liberación de algunos filamentos, o del penacho en su totalidad, que permitan confirmar el desplazamiento mediante este sistema en los ejemplares estudiados.
Los especímenes de Pinna nobilis utilizados para el presente trabajo fueron recogidos en inmersión con escafandra autónoma. Para extraer los ejemplares clavados en sustratos sueltos como arena, fango o maërl, se cavó cuidadosamente alrededor de la concha hasta dejar el biso al descubierto y así poder recoger los filamentos con todas las piezas del sedimento aún pegadas a las placas de adhesión. Para poder estudiar la fijación de los filamentos de un ejemplar localizado dentro de la mata de Posidonia oceanica, se recogió un individuo hallado arrancado aún vivo, probablemente por la acción de algún trasmallo y que conservaba la mayoría de la estructura del biso aún intacta unida a rizomas y restos biodetríticos. Para extraer el ejemplar localizado en la pradera de Cymodocea nodosa se realizó una excavación alrededor de la concha por debajo de su porción anterior enterrada, extrayendo toda la estructura de rizomas, sedimento y filamentos del biso evitando así su rotura durante el proceso. Para la extracción de este ejemplar, así como el individuo localizado en fango se aprovechó la necesidad de extracción de un grupo de 19 individuos para un estudio de contaminación química de la laguna del Mar Menor (García-March et al., 2002). Para el resto de ejemplares se contó con los permisos pertinentes de las autoridades. Los individuos fueron anestesiados con cloruro magnésico (MgCl2) al 7% y conservados en formol al 4% tamponado a
pH ligeramente básico (7,6).
Se han realizado disecciones de los músculos retractores posteriores del pie de los distintos individuos para el reconocimiento de la estructura anatómica general del complejo, así como estudios detallados de las distintas formas de fijación de los filamentos al sustrato, siguiendo el recorrido del filamento desde
microscopía óptica y se han realizado dibujos mediante cámara clara. Para obtener imágenes de mayor detalle de los filamentos y de su estructura microscópica, se ha usado el microscopio electrónico ambiental de barrido (MEAB) ESEM Philips XL 30.
Se han recogido cinco ejemplares de tres localidades del Mediterráneo ibérico y 5 tipos distintos de fondo, enumerados a continuación:
1. Moraira (Alicante), implantado en Posidonia oceanica, a 7,5 m de profundidad.
La pradera de Posidonia oceanica de la ensenada de Moraira se extiende desde los 2 m hasta los 22 m de profundidad. En la zona de trabajo y donde fue recogido el individuo para el estudio de sus sistema de fijación (-7,5 m), la pradera se asienta sobre un sustrato arenoso, sobre el que genera una estructura muy heterogénea, con muchos canales y claros de pequeñas dimensiones entre numerosos escalones formados por pequeñas matas que han desarrollado un considerable crecimiento ortotropo. Así, en la zona de estudio es común observar plataformas de varios cientos de metros cuadrados, bordeadas por escalones de cierta altura (0,5 a 1 m), dentro de las cuales también se pueden observar algunos pequeños claros.
Dentro de las matas la densidad de fascículos es muy alta (alrededor de 500 fascículos/m2), presentando además una clara alternancia de densidad
forliar y de longitud de las hojas dependiendo de la estación del año. En septiembre-octubre la cobertura foliar es relativamente baja y es muy común observar las hojas recortadas por la acción de peces como las salpas, mientras que en primavera la cobertura foliar es mucho más alta y oculta totalmente a los individuos de Pinna nobilis. La densidad de los rizomas en las matas es muy alta, y el sustrato donde se fijan los individuos está formado principalmente por rizomas, algo de sedimento arenoso y algunos restos biodetríticos de otros organismos, lo que en definitiva supone que los ejemplares más que enterrados en el fondo, están rodeados por los rizomas de la fanerógama entre los que se abren un hueco gracias a la forma de quilla de la concha.
2. Mar Menor, (Murcia), implantado en un sustrato de fango cubierto de
Caulerpa prolifera, a 6 m de profundidad.
Los fondos costeros cubiertos por fangos suelen localizarse en zonas abrigadas, donde la reducida energía hidrodinámica permite el depósito de las partículas más finas. En este tipo de fondos el limitado intercambio de fluidos como consecuencia del reducido espacio intersticial entre las partículas del fango, los niveles altos de materia orgánica comunes de zonas enfangadas y los bajos niveles de movimiento del agua en la interfase con el sedimento, etc., contribuyen a que se generen ambientes reductores a pocos centímetros de la superficie. El metabolismo anaeróbico de los microorganismos en estas zonas produce moléculas de desecho con un alto poder corrosivo y desnaturalizador de proteínas, como el sulfhídrico (SH ). Los moluscos que habitan este tipo de
sedimento suelen ser detritívoros, tener hábitos infaunales, poseer el manto fusionado, sifones desarrollados y un desarrollo importante del periostraco para proteger la concha de su disolución, o bien suelen ser filtradores con conchas ligeras y con formas aplanadas constituidas principalmente por calcita, para evitar el hundimiento en el fango. Por lo tanto, cuando un ejemplar de P. nobilis
habita un fondo fangoso, se enfrenta principalmente a los problemas derivados de la falta de consistencia del sustrato, la disolución de la concha y los efectos de los compuestos generados en la zonas reductoras sobre los filamentos en contacto con el medio, así como de la localización de sustratos de tamaño idóneo donde fijar las placas de adhesión. Sin embargo, se beneficia de un reducido estrés hidrodinámico que le permite ocupar cotas más superficiales.
3. Mar Menor, implantado en un sustrato de arena fangosa, con pradera
de Cymodocea nodosa y Caulerpa prolifera, a 0,5 m de profundidad.
Cymodocea nodosa es una especie pionera de fanerógama marina, que
coloniza principalmente fondos arenosos, aunque también puede localizarse sobre fondos rocosos o mata muerta de Posidonia oceanica, constituyendo entonces una fase de degradación de esta comunidad. En los fondos arenosos, realiza un primer afianzamiento del sedimento, favoreciendo un mayor acúmulo de partículas y el incremento de materia orgánica del mismo. Su estructura es mucho más laxa que la de P. oceanica, con hojas de entre 10-45 cm y rizomas horizontales y verticales mucho menos gruesos y numerosos. Es común localizarla junto a otras fanerógamas o formando fondos mixtos con algas como
Caulerpa prolifera, como en el presente caso. La localización de C. prolifera
junto a Cymodocea nodosa, indica un considerable enfangamiento, óptimo para la cloroficea, y es común en lagunas litorales como el Mar Menor, o en la fase Lagunar del arrecife barrera de la Comunidad de las Praderas de P. oceanica.
La pradera de Cymodocea nodosa con Caulerpa prolifera de la Encañizada, donde se recogió el individuo para el estudio de su sistema de fijación presentaba una baja densidad foliar en el momento del muestreo, pero una estructura muy desarrollada en el estrato de rizomas, que alcanzaba una profundidad considerable en el sedimento (más de 20 cm), estando considerablemente compactado y afianzado por las raíces de la planta. Además, este sedimento presentaba numerosos restos biodetríticos de otros moluscos y equinodrermos, así como numerosos restos enterrados de hojas de Posidonia
que provenían de las matas localizadas en mar abierto.
4. Formentera (Islas Baleares), implantado en el borde de un canal de arena dentro de una mata de Posidonia oceanica a 27 m de profundidad.
Los fondos arenosos suponen un sustrato suelto de granulometría más o menos homogénea, cuyo diámetro de partículas está por debajo del tamaño de las placas de adhesión, por lo que resulta muy interesante comprobar qué estrategia de fijación utilizan los individuos de Pinna nobilis cuando están
arenosos suele tener un cierto grado de dinamismo, ya que la arena es movida por la acción hidrodinámica del oleaje que lava las partículas más finas, transporta los granos y genera los típicos ripple marks. Los canales entre matas
de Posidonia suelen ser vías de drenaje del agua, donde pueden concentrarse
ciertas corrientes más o menos direccionales y donde puede localizarse la Comunidad de las Arenas Gruesas y Gravillas con Corrientes de Fondo (gravas de anfioxos). La combinación de estas características supone un ambiente particular y distinto del resto de sustratos considerados, por lo que resulta muy interesante el estudio del sistema de fijación de los individuos implantados en este tipo de fondos.
5. Formentera, implantado sobre un fondo de maërl, a 42 m de profundidad.
El maërl es una comunidad del piso circalitoral muy rica en especies, dominada por rodofíceas calcáreas de vida libre o rodolitos (entendiendo con este nombre las estructuras formados por la especies Lithothamnion coralloides
y Phymatholithon calcareum principalmente). Suele hallarse sobre fondos de
arenas y gravas en zonas con intensas corrientes unidireccionales, situándose habitualmente entre 40 y 90 m de profundidad en el Mar Mediterráneo. Los rodolitos presentan una morfología muy variable, desde esferoidal a muy ramificada y generan un hábitat muy heterogéneo, con características intermedias entre sustratos sueltos y duros, aprovechado por numerosas especies que suelen encontrarse en ambos tipos de sustratos. El estudio del sistema de fijación de un individuo implantado en este fondo permitirá discernir si el pie desarrolla algún tipo de selección en la forma, tipo y tamaño de las piezas del sustrato al cual pega las placas de adhesión, o si por el contrario, los filamentos son pegados indiscriminadamente a cualquier pieza que se encuentre enterrada en el sedimento.
2.7 Métodos para el estudio in situ de la actividad de las valvas.